Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 25 № 5491
i

В элек­три­че­ской цепи, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, ЭДС и внут­рен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка тока со­от­вет­ствен­но равны 3 В и 0,5 Ом, ем­кость кон­ден­са­то­ра 2 мФ, ин­дук­тив­ность ка­туш­ки 2 мГн. В на­чаль­ный мо­мент вре­ме­ни ключ К за­мкнут. Какая энер­гия вы­де­лит­ся в лампе после раз­мы­ка­ния ключа? Со­про­тив­ле­ни­ем ка­туш­ки и про­во­дов пре­не­бречь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пока ключ за­мкнут, через ка­туш­ку течет по­сто­ян­ный ток I, опре­де­ля­е­мый со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка: I= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE , зна­ме­на­тель: r конец дроби . По­сколь­ку ак­тив­ное со­про­тив­ле­ние ка­туш­ки, по усло­вию, равно нулю, на ка­туш­ке не па­да­ет на­пря­же­ние, а зна­чит, ну­ле­вое на­пря­же­ние при­ло­же­но и к лам­поч­ке с кон­ден­са­то­ром. Таким об­ра­зом, до раз­мы­ка­ния ключа кон­ден­са­тор раз­ря­жен. Энер­гия элек­тро­маг­нит­но­го поля в ка­туш­ке W= дробь: чис­ли­тель: LI в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

После раз­мы­ка­ния ключа на­чи­на­ют­ся элек­тро­маг­нит­ные ко­ле­ба­ния, и вся энер­гия, за­па­сен­ная в ка­туш­ке, вы­де­лит­ся в лампе:

W= дробь: чис­ли­тель: L\mathcalE в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2r в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9В в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2Гн, зна­ме­на­тель: 0,25Ом в квад­ра­те конец дроби = 36мДж.

Ответ: W=36мДж.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
При­ве­де­но пол­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее сле­ду­ю­щие эле­мен­ты:

I)  за­пи­са­ны по­ло­же­ния тео­рии и фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи вы­бран­ным спо­со­бом (в дан­ном слу­чае  — закон Ома, вы­ра­же­ние для энер­гии ка­туш­ки);

II)  опи­са­ны все вновь вво­ди­мые в ре­ше­нии бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ, и обо­зна­че­ний ве­ли­чин, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи);

III)  про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния и рас­че­ты, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му чис­ло­во­му от­ве­ту (до­пус­ка­ет­ся ре­ше­ние«по ча­стям» с про­ме­жу­точ­ны­ми вы­чис­ле­ни­я­ми);

IV)  пред­став­лен пра­виль­ный ответ с ука­за­ни­ем еди­ниц из­ме­ре­ния ис­ко­мой ве­ли­чи­ны.

3
Пра­виль­но за­пи­са­ны все не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии, фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, и про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые пре­об­ра­зо­ва­ния. Но име­ют­ся сле­ду­ю­щие не­до­стат­ки.

За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­ту II, пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

ИЛИ

В ре­ше­нии лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), не от­де­ле­ны от ре­ше­ния (не за­черк­ну­ты; не за­клю­че­ны в скоб­ки, рамку и тому по­доб­ное).

ИЛИ

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) пре­об­ра­зо­ва­ния/⁠вы­чис­ле­ния не до­ве­де­ны до конца.

ИЛИ

От­сут­ству­ет пункт IV, или в нем до­пу­ще­на ошиб­ка.

2
Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.

Пред­став­ле­ны толь­ко по­ло­же­ния и фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи, без каких-⁠либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи, и от­ве­та.

ИЛИ

В ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния за­да­чи (или утвер­жде­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве ре­ше­ния), но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мых для ре­ше­ния за­да­чи (или в утвер­жде­нии, ле­жа­щем в ос­но­ве ре­ше­ния), до­пу­ще­на ошиб­ка, но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

1
Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1, 2, 3 балла.0
Мак­си­маль­ный балл3

Аналоги к заданию № 5491: 5561 Все

Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 06.06.2013. Ос­нов­ная волна. Центр. Ва­ри­ант 4
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:
Семён Васильев 13.06.2016 16:36

Из­ви­ни­те, а по­че­му не рас­смат­ри­ва­ет­ся энер­гия, за­па­сен­ная в кон­ден­са­то­ре?

Антон

Кон­ден­са­тор не за­ря­жен.

руслан гимаев 27.01.2019 15:11

Если ре­шать ме­то­дом по­тен­ци­а­лов, то во всё цепи по­тен­ци­ал оди­на­ко­вый, тем самым раз­ность по­тен­ци­а­лов между по­лю­са­ми ба­та­рей­ки равно нулю, сле­до­ва­тель­но и эдс равно нулю?

Антон

Да, при за­мкну­том ключе раз­ность по­тен­ци­а­лов между по­лю­са­ми ба­та­рей­ки равна нулю: U=\varepsilon минус Ir = 0. В ис­точ­ни­ке на его внут­рен­нем со­про­тив­ле­нии про­ис­хо­дит па­де­ние на­пря­же­ния Ir, рав­ное \varepsilon, по­это­му на­пря­же­ние на вы­хо­де из ис­точ­ни­ка равно нулю. В цепи при этом течёт ток ко­рот­ко­го за­мы­ка­ния I=\varepsilon/r.